KR101288866B1 - 방사성 화합물 합성을 위한 원격제어시스템 - Google Patents

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Abstract

제어 프로그램의 변경이 용이하고 제어 신뢰성이 향상되며 보다 복잡한 자동화시스템에 적합한 제어 시스템을 포함하는 방사성 화합물 합성장치가 필요하다. 이러한 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명에 따른 방사성 화합물 합성을 위한 원격제어 시스템은, 내부에서 방사성 화합물 합성이 수행되도록 형성되며, 상기 방사성 화합물을 1회 합성한 후에 폐기되는 용도로 이용되는 방사성 화합물 합성모듈; 및 상기 방사성 화합물 합성모듈의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하며, 상기 제어부는 PLC(Programmable Logic Controller)를 포함한다.

Description

방사성 화합물 합성을 위한 원격제어시스템 {REMOTE CONTROL SYSTEM FOR SYNTHESIZING RADIO-ACTIVE COMPOUND}
본 발명은 방사성 화합물 합성장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 PET에 사용될 수 있는 방사성 의약품의 합성을 위한 원격제어시스템에 관한 것이다.
사이클로크론으로부터 십 수 MeV의 양성자 빔이 타겟(표적장치)인 H2 180에 조사되면 방사성 동위원소인 18F 이온이 생성된다. 생성된 18F 이온이 글루코스 분자의 2번 위치에 부착이 되면 FDG가 된다. FDG는 글루코스 유사체(glucose analog)(2- deoxy- 2-(18F) fluoro-D-glucose)이다. FDG는 양성자 방출 단층촬영(PET)에 사용될 수 있다.
종래 기술(한국등록특허 10-1001300)에에 의하면 사이클로트론의 타겟으로부터 나오는 방사선을 차폐할 수 있도록 원거리에 설치된 장소 또는 핫셀 내부에서 FDG를 생산하고 있다. 일반적으로 사이클로트론의 타겟으로부터 핫셀까지의 거리는 수십 미터에 이른다. 또한, 직경 1 밀리미터 이내의 관로를 따라 18F이 혼합된 H2 180을 이송하게 되며, 이송되는 H2 180는 1~2cc에 불과하다. 그리고, 관로의 연결부 또는 꺾이는 부분에서 18F이 혼합된 H2 180이 유실되는 경우가 많이 발생하고 있다.
1~2cc의 H2 180에는 약 2 Ci 이상의 높은 방사선이 검출되기 때문에 핫셀까지의 이송과정에서 방사능 물질 유출 및 환경 오염 문제가 제기되고 있다. 18F은 1.2 MeV의 높은 에너지를 방사하는 핵종이므로 매우 주의가 요구된다.
한편, 18F이 혼합된 H2 180을 먼 거리까지 이송해야 하고 유실의 위험이 컸기 때문에 높은 방사능을 가진 18F을 생산해야만 한다. 그래서, 높은 방사능을 가진 18F을 생산하기 위해서 1 ~ 2 시간 동안 양성자빔을 계속 조사해야만 하는 문제가 있다.
한편, 종래 기술에 의한 방사성 의약품 합성장치는 릴레이(relay)제어방식을 많이 사용하고 있다. 이러한 릴레이를 이용한 유접점 제어방식은 비교적 단순하고 저렴하다는 장점이 있다. 그러나, 강한 방사선에 노출되는 방사성 의약품 생산 환경에 있어서, 릴레이를 이용한 유접점 제어방식은 프로그램의 변경이 비교적 어렵다는 단점이 있다. 또한, 릴레이의 수가 제한되어 있기 때문에 최근 복잡해지는 자동화 시스템에 적용시키기가 어렵다는 단점이 있다. 뿐만 아니라, 릴레이의 접촉 신뢰성이 떨어지기 때문에 몇 개의 릴레이만 고장을 일으켜도 전체 시스템에 문제가 발생하는 단점이 있다.
한국등록특허 제10-1001300호
제어 프로그램의 변경이 용이하고 제어 신뢰성이 향상되며 보다 복잡한 자동화시스템에 적합한 제어 시스템을 포함하는 방사성 화합물 합성장치가 필요하다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명에 따른 방사성 화합물 합성을 위한 원격제어 시스템은, 내부에서 방사성 화합물 합성이 수행되도록 형성되며, 상기 방사성 화합물을 1회 합성한 후에 폐기되는 용도로 이용되는 방사성 화합물 합성모듈; 및 상기 방사성 화합물 합성모듈의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하며, 상기 제어부는 PLC(Programmable Logic Controller)를 포함한다.
또한, 무선통신 방식에 의하여 상기 PLC를 제어하는 무선단말기를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 무선단말기는 사용자가 방사성 화합물의 합성과정을 모니터링할 수 있도록 하는 디스플레이부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 PLC를 제어하도록 터치 모니터 방식의 HMI(Human Machin Interface) 유닛을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 방사성 화합물 합성모듈은 방사성 동위원소를 포함한 유체 또는 방사성 화합물 합성에 필요한 물질의 이동통로인 유로가 내부에 형성되며 상기 유로상에 반응챔버가 형성된 본체; 및 상기 유로를 차단하거나 개방하기 위하여 상기 본체에 설치되는 적어도 하나 이상의 밸브;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 PLC는 상기 밸브를 제어하는 밸브제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 방사성 화합물 합성모듈과 탈착가능하게 결합되는 베이스 유닛을 더 포함하며, 상기 베이스유닛은 상기 본체의 온도를 조절하는 온도조절유닛을 포함할 수 있다.
또한, 상기 PLC는 상기 온도조절유닛을 제어하는 온도제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 방사성 화합물 합성모듈 내부로 가스를 공급하는 가스용기 및 마이크로 가스 유량 조절기를 더 포함하며, 상기 PLC는 상기 마이크로 가스 유량 조절기를 제어하는 가스제어부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 무선단말기에는 상기 PLC를 제어할 수 있는 어플리케이션이 설치될 수 있고, 상기 어플리케이션을 통하여 상기 제어부가 제어될 수 있다.
본 발명은 PLC 를 포함하기 때문에 제어 프로그램의 변경이 용이하고 제어 신뢰성이 향상되며 보다 복잡한 자동화시스템에 적용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 원격제어 시스템이므로 작업자가 방사선에 노출될 위험성을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 기술적 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방사성 화합물 합성 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 타겟으로부터 생성된 18F이 FDG합성모듈에 반입되는 과정을 간략하게 나타낸 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 방사성 화합물 합성 시스템의 FDG합성모듈과 베이스 유닛을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 방사성 화합물 합성 시스템의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 FDG합성모듈의 제1모듈의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 원격제어 시스템에 대한 블록도이다.
도 7a 내지 도 7c 는 본 발명의 실시예에 따른 원격제어 시스템의 다양한 변형예를 나타낸 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 실시예는 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 위하여 과장되게 표현된 부분이 있을 수 있으며, 도면상에서 동일 부호로 표시된 요소는 동일 요소를 의미한다.
FDG는 양성자 방출 단층촬영에 이용될 수 있다. 양성자 방출 단층촬영용 동위원소로는 18F, 11C, 15O 그리고 13N 등이 있다. 이하에서는 18F를 대상으로 하는 실시예를 기술하였다. 그러나, 반드시 이에 한정되지는 않으며 다른 양성자 방출 단층촬영용 동위원소를 적용하는 방사능 물질 합성모듈의 경우에도 적용이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방사성 화합물 합성장치의 개략적인 구성도이다.
사이클로트론(100)에 의하여 가속된 양성자 빔(B)이 유도관(110)을 통과하여 타겟(표적장치)에 조사된다. 타겟에는 H2 180이 채워져 있고, 양성자 빔(B)이 타겟에 충돌하여 18F이 생성된다.
18F이 혼합된 H2 180이 별도의 중간 운반체에 의하지 않고 직접적으로 FDG합성모듈(200)로 반입되며, FDG합성모듈(200) 내부에서 여러 단계의 화학반응을 거쳐서 FDG가 생성된다. 이와 관련하여, 종래에는 18F이 혼합된 H2 180을 가늘고도 긴 관로를 거쳐서 합성장치로 운반하거나 별도의 용기에 저장하여 사람이 직접 운반할 수 밖에 없는 구성이었다. 그러나, 본 발명에 따르면 18F이 혼합된 H2 180을 생성하는 사이클로트론(100)과 FDG합성모듈(200)이 일체로 된다.
이에 따라, 약 100~ 200mCi의 비교적 약한 방사능을 가지도록 18F이 혼합된 H2 180을 생산해도 되기 때문에 방사선 피폭의 위험성이 감소되는 효과가 있다. 또한, 그 만큼 양성자빔을 조사(irradiation)하는 시간을 줄일 수 있으므로 생산성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 화합물의 운반시간이 절약되기 때문에 방사성 화합물 합성시간도 약 15 분 이내로 줄일 수 있는 효과가 있다. 이에 따라, 방사성 화합물 합성 과정에서 발생할 수 있는 다양한 상황에 대하여 신속한 대처가 가능하게 되는 효과가 있다.
베이스 유닛(300)은 FDG합성모듈(200)과 결합될 수 있으며, FDG합성모듈(200)을 소정의 온도로 가열하거나 냉각할 수 있다.
제어 유닛(400)은 베이스 유닛(300)을 제어할 수 있다. 또한, FDG합성모듈(200)에 설치된 밸브 등을 제어할 수도 있다.
제어 유닛(400)은 무선통신망을 통하여 원격으로 무선단말기(스마트폰, 태블릿 PC, 랩탑 PC)로부터 제어될 수 있다.
도 2는 타겟으로부터 생성된 18F이 FDG합성모듈에 반입되는 과정을 간략하게 나타낸 부분 단면도이다.
양성자 빔(B)은 유도관(110) 내부를 통하여 타겟챔버(124)에 수용된 타겟에 조사되어 18F이 생성된다. 본 실시예에서 타겟은 H2 180일 수 있다. 호일블럭(123)의 양면에는 제1호일(121)과 제2호일(122)이 설치된다. 타겟챔버(124)의 일측에는 냉각을 위한 냉각챔버(125)가 설치된다.
가스유입유로(126)를 통하여 불활성 가스인 헬륨(He)이 투입되어 18F이 혼합된 H2 180을 반출유로(127)를 통하여 밀어낸다. 그리고, 반출유로(127)에 직접 연결된 FDG합성모듈(200) 내부로 18F이 혼합된 H2 180이 반입된다. 반출유로(127)의 단부로부터 FDG합성모듈(200)까지의 거리는 불과 수 밀리미터 또는 수 센티미터에 불과하다. 경우에 따라, 반출유로(127)의 단부와 FDG합성모듈(200) 사이에 연결관로를 설치하더라도 이격 거리는 1미터 미만일 수 있다.
종래기술에 의하면, 방사성 화합물 합성장치에 별도의 압축공기 펌프 등이 필요하다. 그러나, 본 발명에 따르면, 가스유입유로(126)에 연결되는 헬륨 공급장치(미도시) 하나만으로도 화합물의 합성 및 운반에 있어서 충분하다. 즉, 압축 헬륨가스 봄베와 연결된 합성장치의 마이크로 가스 유량 조절기를 이용하여 가스압력을 조절함으로써 화합물의 유량을 조절할 수 있다. 이에 따라, 대용량의 시린지 펌프를 부착할 필요가 없어 합성장치의 소형화가 가능하게 되는 효과가 있다.
타겟챔버(124)의 주위에 붕소를 포함한 플라스틱체를 설치하여 고에너지 중성자빔을 차폐할 수 있다. 이에 따라, H2 180과 반응하게 되는 중성자를 최소화하고 H2 180과 양성자 사이의 핵반응 확률을 높일 수 있다.
FDG합성모듈(200)의 제1홀(221a)(도 5 참조)은 반출유로(127)의 단부에 탈착이 가능하게 설치되며, 결합되는 경우에는 수밀성을 유지할 수 있는 다양한 결합구조가 적용될 수 있다. FDG합성모듈(200)은 가로, 세로, 높이가 각각 20 센티미터 이하이며, 본 실시예에서는 가로 13 센티미터, 세로 11 센티미터로 제작되었다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 방사성 화합물 합성장치의 FDG합성모듈과 베이스 유닛을 도시한 사시도이다.
도 3에서 보듯이, FDG합성모듈(200)은 베이스 유닛(300)의 베이스(310)에 탈착가능하게 결합될 수 있다. 온도조절유닛(320)은 FDG합성모듈(200)의 반응챔버(229,239)를 외부에서 가열하거나 냉각할 수 있다. FDG합성모듈(200)의 반응챔버(229,239) 부분은 다른 부분보다 두께가 얇게 형성되어서 온도조절유닛(320)에 의한 가열 또는 냉각의 효과가 직접적으로 반응챔버(229.239) 내부로 미칠 수 있다. 또는 FDG합성모듈(200)의 하면에는 온도조절유닛(320)과 접하는 위치에 오목부가 형성되고, 온도조절유닛(320)는 상기 오목부에 삽입되도록 구성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 방사성 화합물 합성장치의 분해 사시도이다.
도 4에서 보듯이, 베이스(310)의 상면에는 방사선 검출 유닛(330)이 설치될 수 있다. 방사선 검출 유닛(330)에는 온도조절유닛(320)이 상부로 노출될 수 있도록 관통홀(331)이 형성될 수 있다.
방사선 검출 유닛(330) 상면에는 FDG합성모듈(200)이 탈착 가능하게 설치될 수 있다.
FDG합성모듈(200)은 하부커버(210), 제1모듈(220), 제2모듈(230), 상부커버(240), 제1필터(251), 제1~7밸브(261~267)를 포함한다.
하부커버(210)에는 온도조절유닛(320)이 제1모듈(220)의 반응챔버(229,239) 하면에 직접 접촉할 수 있도록 관통홀(211)이 형성될 수 있다.
제1모듈(220)에는 18F이 혼합된 H2 180 및 기타 FDG생성에 필요한 시료가 흐를 수 있는 유로가 형성되어 있으며, 밸브가 설치될 수 있는 삽입홈이 형성되어 있다. 즉, 유로는 방사성 화합물 합성에 필요한 물질의 이동통로이다.
제2모듈(230)의 하면은 오목홈이 없는 수평면으로 형성될 수도 있고, 제1모듈(220)에 형성된 유로에 대응되는 형태로 오목홈이 형성될 수도 있다. 제2모듈(230)에는 제1~7밸브(261~267)(열 용융 밸브)가 설치되도록 제1~7밸브 설치홈(231~237)이 형성될 수 있다. 제1모듈(220)과 제2모듈(230)은 테플론 소재로 형성되거나, 또는 알루미늄 프레임에 테플론을 코팅함으로써 형성될 수 있다.
상부커버(240)에는 제1필터(251)가 설치되도록 제1필터설치홈(248a,248b), 제1~7밸브(261~267)가 설치되도록 제1~7밸브 설치홈(241~247)이 형성될 수 있다.
제1~7밸브(261~267)(열 용융 밸브)는 제어유닛(400)에 의하여 전자적으로 제어되는 전자식 밸브일 수 있다.
다른 실시예로서, 제1~7밸브는 내부에 열에 약한 수지 재질의 충진부와, 충진부를 둘러싸거나 충진부 내부에 삽입된 히터코일을 포함하도록 마련될 수 있다. 이에 따라, 차단형 밸브로 형성하고자 하는 경우에는 히터코일에 전류가 흐르면 충진부가 녹아내리면서 유로를 차단하는 차단밸브로 기능을 수행할 수 있다. 반면, 개방형 밸브로 형성하고자 하는 경우에는 전류가 인가되기 전에는 충진부가 유로를 폐쇄하고 있으며, 전류가 히터코일에 인가되면 충진부가 녹아내리면서 유로를 개방시키도록 마련될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 FDG생성모듈의 제1모듈의 평면도이다.
도 5에서 보듯이, 18F이 혼합된 H2 180이 투입되도록 일측면에 제1홀(221a)이 형성된다. 18F이 혼합된 H2 180는 대략 1 밀리리터가 대략 10~15초 동안 제1홀(221a) 내부로 유입될 수 있다. 18F이 혼합된 H2 180은 제1모듈(220)에 형성된 제1 유로(222a)의 끝단까지 흐른 다음에 제2모듈(230)에 형성된 제1홀(238a)(도 4 참조)을 통하여 제1필터(251)로 진입하게 된다.
제1필터(251)는 18F는 고정하는 반면, H2 180는 통과시킨다. 제1필터(251)로서 AG1-X8 또는 음이온 교환수지 카트리지가 사용될 수 있다.
다른 실시예로서, 제1필터는 제2모듈에 일체로 삽입설치될 수도 있다.
18F이 필터링된 H2 180는 제2모듈(230)의 제2홀(238b) 내부로 반입되고, 제1모듈(220)에 형성된 제3유로(222c)로 흐르게 된다. 제3유로(222c)로 흘러들어간 H2 180는 제1밸브설치홈(223a)에 삽입된 제1밸브(261)를 관통하여 제4유로(222d)로 흐르게 되며 제3홀(221c)을 통하여 외부로 배출될 수 있다.
나아가, 제어유닛(400)은 제1밸브(261)를 제어하여 닫힘상태(close)로 전환되도록 함에 따라 제3유로(222c)와 제4유로(222d)는 서로 차단된다. 이어서, 제어유닛(400)은 제2밸브(262)를 제어하여 열림상태(open)로 전환되도록 함에 따라 제3유로(222c)와 제5유로(222e)가 서로 연결되도록 한다.
18F이 필터링된 H2 180이 배출되고 나면, 제2홀(221b)을 통하여 제2유로(222b)로 TBAHCO3(50~100 마이크로 리터)와 MeOH(약 700 마이크로 리터)가 유입되도록 한다. 이에 따라, 제1필터(251)에 고정되었던 18F은 TBAHCO3 및 MeOH와 함께 제3유로(222c)로 흘러나가게 된다.
제1밸브(261)는 차단된 상태이며, 제2밸브(262)는 개방상태이므로 18F은 TBAHCO3 및 MeOH와 함께 제5유로(222e)를 흘러서 반응챔버(229,239)에 도달하게 된다. 그리고, 제어유닛(400)은 제3밸브(263)를 제어하여 닫힘상태(close)로 전환되도록 함에 따라 제5유로(222e)와 반응챔버(229,239)는 서로 차단된다.
나아가, 제어유닛(400)은 온도조절유닛(320)을 제어하여 반응챔버(229,239)가 섭씨 90도에 이르도록 함으로써 잔존하는 미량의 H2 180를 증발시킨다.
다음으로, mannosetriflate와 acetonitril(700 마이크로 리터)를 약 5~10초간 제4홀(221d)을 통하여 제7유로(222g)로 유입시킨다. mannosetriflate와 acetonitril가 반응챔버(229,239)에 도달하게 되면, 제어유닛(400)은 온도조절유닛(320)을 제어하여 반응챔버(229,239)가 섭씨 70~80도에 이르도록 가열한다. 나아가, 제어유닛(400)은 제5밸브(265)를 제어하여 닫힘상태(close)로 전환되도록 함에 따라 제7유로(222g)와 반응챔버(229,239)는 서로 차단된다.
다음으로, 제어유닛(400)은 온도조절유닛(320)을 제어하여 반응챔버(229,239)가 상온에 도달하도록 냉각한다.
다음으로 HCl(700 마이크로리터)를 제5홀(221e)을 통하여 제6유로(222f)로 유입시킨다. HCl이 반응챔버(229,239)에 도달하면 제어유닛(400)은 온도조절유닛(320)을 제어하여 반응챔버(229,239)가 70~80도에 도달하도록 가열한 다음에 다시 냉각한다.
나아가, 제어유닛(400)은 제4밸브(264)를 제어하여 닫힘상태(close)로 전환되도록 함에 따라 제6유로(222f)와 반응챔버(229,239)는 서로 차단된다.
다음으로, 제어유닛(400)은 제7밸브(267)를 제어하여 개방상태로 전환되도록 함에 따라 제9유로(222i)와 반응챔버(229,239)가 서로 개방된다.
다음으로, 질소 가스를 제6홀(221f)을 통하여 제8유로(222h)로 유입시킴으로써 반응챔버(229,239) 내부에 위치하는 반응물질이 개방상태로 전환된 제7밸브(267)를 통과하여 제7홀(221g)로 반출된다.
제7홀(221g)로 반출된 반응물질은 KHCO3 + H2O가 담긴 바이알로 이송되어 중성화과정을 거치게 된다. 그리고, alumina cartridge를 통과하도록 하여 잔존하는 18F이 필터링된 FDG는 식염수가 담긴 바이알로 이송된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 원격제어 시스템에 대한 블록도이다.
도 7a 내지 도 7c 는 본 발명의 실시예에 따른 원격제어 시스템의 다양한 변형예를 나타낸 도면이다.
도 6에서 보듯이, 본 발명의 실시예에 따른 제어부(400)는 사이클로트론 제어부(410), 온도제어부(420), 밸브제어부(430), 가스제어부(440), 중앙제어부(450)를 포함한다. 기타, 방사선 검출 유닛(330)을 제어하기 위한 제어부를 포함할 수도 있다. 아래에서 상세히 설명하듯이 제어부(400)에는 PLC(Programmable Logic Controller)가 사용될 수 있다.
제어부(400)는 사이클로트론(100) 및 FDG합성모듈(200)과 인접한 장소에 설치될 수도 있으나, 별도의 격리된 장소에 설치될 수도 있다. 제어부(400)가 사이클로트론(100) 및 FDG합성모듈(200)로부터 격리된 장소에 설치되는 경우에는 제어부(400)는 무선통신방식에 의하여 사이클로트론(100) 및 FDG합성모듈(200)을 제어하도록 무선 송수신 수단을 포함할 수 있다.
사이클로트론 제어부(410)는 사이클로트론(100)의 동작을 제어하는 구성요소이다. 도 6에서는 제어부(400)에 사이클로트론 제어부(410)이 포함되는 구성으로 도시하였으나, 사이클로트론 제어부(410)는 별도의 다른 제어시스템에 의하여 개별 제어될 수도 있다.
온도제어부(420)는 FDG합성모듈(200)의 온도조절유닛(320)을 제어하는 구성요소이다. 밸브제어부(430)는 FDG합성모듈(200)의 제1~7밸브(261~267)를 전자적으로 제어하는 구성요소이다.
가스제어부(440)는 압축 헬륨가스 봄베와 연결된 마이크로 가스 유량 조절기(미도시)를 제어하는 구성요소이다. 마이크로 가스 유량 조절기를 제어함에 따라 FDG합성모듈(200) 내부의 가스압력 및 화합물의 유량을 조절할 수 있다.
제어부(400)는 외부의 디스플레이부(510)와 연결될 수 있다. 디스플레이부(510)는 디스플레이만을 위한 모니터일 수도 있으며, 경우에 따라 PC와 연결된 디스플레이 장치일 수도 있다.(도 7a, 7b, 7c 참조) 사용자는 디스플레이부(510)를 통하여 실시간으로 방사성 의약품의 합성 과정을 모니터링할 수도 있고, 합성 과정을 제어할 수도 있다. 사용자의 방사선 피폭 방지를 위하여 디스플레이부(510)는 공간적으로 사이클로트론(100) 및 FDG합성모듈(200)과 격리된 공간에 설치될 수 있다.
한편, 제어부(400)는 모바일단말(520)을 통하여 무선으로 제어될 수도 있으며, 사용자는 모바일단말(520)을 통하여 합성과정을 실시간 모니터링할 수도 있다(도 7c 참조). 방사선 피폭 방지를 위하여 사용자는 사이클로트론(100) 및 FDG합성모듈(200)로부터 적절하게 거리를 두고 시스템을 제어할 수 있다.
본 발명은 FDG 합성모듈의 동작을 원격제어하는 시스템에 대한 것으로서, 제어부(400)에는 PLC(Programmable Logic Controller) 방식이 적용될 수 있다. PLC는 논리연산, 순서조작, 한시, 계수 및 산술연산 등의 제어동작을 실행시키기 위해 제어 순서를 일련의 명령어 형식으로 기억하는 메모리를 가지고, 이 메모리의 내용에 따라 기계와 프로세서의 제어를 디지털 혹은 아날로그 입출력을 통해서 행하는 디지털 조작을 통하여 방사성의약품을 생산 하거나 과거의 산업설비나 단위기계의 자동화의 주류인 계전기(relay)를 조합하여 하드웨어적으로 시스템을 구성한 유접점 시퀀스 제어기술로 이루어져 있었다.
본 발명에 따른 실시예에 PLC방식을 적용함에 따른 효과로는, ① 프로그래밍 소프트웨어의 융통성, ② 조작의 편리성, ③ 제어기기의 납기단축, ④ 제어장치의 고 기능화, ⑤ 유지보수의 용이성, ⑥ 제어장치의 고 신뢰성, ⑦ I/O 등의 프로세스 직결성, ⑧ 제어장치의 소형화와 고 경제성, ⑨ 기획설계의 우수성, ⑩ 배선감소와 설치면적의 축소 등이 있다.
본 발명은 미세유동 기술이 적용되는 방사성 의약품 합성모듈에 적용되기 때문에 동작의 신뢰성이 매우 중요하다. 또한 생산/개발 과정에서 수많은 시나리오의 설정과 각 시나리오에 대한 테스트가 필수적이다. 따라서, 동작의 신뢰성과 테스트과정에서 생기는 변수에 용이하게 대응할 수 있어야 한다. 따라서 본 발명에서는 제어방식으로 PLC 방식을 적용하기 때문에 제어의 신뢰성을 높이며, 테스트 과정을 실시간 모니터링하여 능동적으로 변수에 대처할 수 있다.
제어부(400)는 범용 PC와 PLC에 의하여 구현될 수 있다. 범용 PC와 PLC는 KGLWIN프로그램을 이용해 프로그램을 작성하고 RS232 시리얼 통신을 통해 프로그램을 다운로드 한다. KGLWIN프로그램을 통해 PC에서 다운로드된 프로그램의 제어 및 현재 동작 상태를 실시간으로 확인할 수 있고, PLC 프로그램이 RUN 상태에서도 수정이 가능하도록 구현하였다. 스위치로 개개의 밸브를 수동적으로 On/Off 시킬 수 있는 수동 모드와 미리 정해진 PLC 프로그램을 수행하여 합성을 시작하는 자동 모드를 선택적으로 구현할 수도 있다.
또한, 모바일 단말(520)에서 어플리케이션 형태로 제공되는 PC제어 프로그램을 이용하여 PC(제어부)를 원격제어할 수 있다(도 7c 참조).
다른 실시예로서, 제어부에 PLC만이 포함되고 범용 PC가 포함되지 않는 실시예에서는 PLC에 터치 모니터 방식의 HMI(Human Machin Interface) 장치가 설치될 수 있다(도 7b 참조). 이러한 HMI 장치를 이용하기 위해서 XP-Builder 등의 모니터 제어 프로그램을 이용하여 모니터를 통한 제어 프로그램을 작성할 수 있다.
그리고, HMI장치를 PC와 이더넷으로 연결하여 한번 프로그램을 다운 받으면 PC가 없는 환경에서도 PC에서와 같이 PLC의 제어 및 현재 진행 상태를 실시간으로 그래픽적으로 확인할 수 있으므로 사용편리성이 향상되는 효과가 있다(도 7b 참조).
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims (10)

  1. 내부에서 방사성 화합물 합성이 수행되도록 형성되는 방사성 화합물 합성모듈; 및 상기 방사성 화합물 합성모듈의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하는 방사성 화합물 합성을 위한 원격제어 시스템에 있어서,
    상기 방사성 화합물 합성모듈은 방사성 동위원소를 포함한 유체 또는 방사성 화합물 합성에 필요한 물질의 이동통로인 유로가 내부에 형성되며 상기 유로상에 반응챔버가 형성된 본체; 및
    상기 유로를 차단하거나 개방하기 위하여 상기 본체에 설치되는 적어도 하나 이상의 밸브;를 포함하고,
    상기 유로는 방사성 동위원소가 포함된 제1유체가 상기 본체 내부로 유입되어 흐르는 제1유로를 포함하며, 상기 제1유로에는 상기 제1유체가 통과하면서 상기 방사성 동위원소가 필터링되도록 제1필터가 설치되며,
    상기 밸브는 제1밸브를 포함하고,
    상기 유로는 상기 제1필터를 통과한 상기 제1유체가 흐르는 제3유로와, 상기제3유로에 설치된 상기 제1밸브를 통과한 상기 제1유체가 상기 본체 외부로 반출되도록 하는 제4유로를 포함하는 방사성 화합물 합성을 위한 원격제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 PLC(Programmable Logic Controller)를 포함하며, 무선통신 방식에 의하여 상기 PLC를 제어하는 무선단말기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 화합물 합성을 위한 원격제어 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 무선단말기는 사용자가 방사성 화합물의 합성과정을 모니터링할 수 있도록 하는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 화합물 합성을 위한 원격제어 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 PLC를 제어하도록 터치 모니터 방식의 HMI(Human Machin Interface) 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 화합물 합성을 위한 원격제어 시스템.
  5. 삭제
  6. 제2항에 있어서,
    상기 PLC는 상기 밸브를 제어하는 밸브제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 화합물 합성을 위한 원격제어 시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 방사성 화합물 합성모듈과 탈착가능하게 결합되는 베이스 유닛을 더 포함하며,
    상기 베이스유닛은 상기 본체의 온도를 조절하는 온도조절유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 화합물 합성을 위한 원격제어 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 PLC는 상기 온도조절유닛을 제어하는 온도제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 화합물 합성을 위한 원격제어 시스템.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 방사성 화합물 합성모듈 내부로 가스를 공급하는 가스용기 및 마이크로 가스 유량 조절기를 더 포함하며,
    상기 PLC는 상기 마이크로 가스 유량 조절기를 제어하는 가스제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 화합물 합성을 위한 원격제어 시스템.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 무선단말기에는 상기 PLC를 제어할 수 있는 어플리케이션이 설치될 수 있고, 상기 어플리케이션을 통하여 상기 제어부가 제어되는 것을 특징으로 하는 방사성 화합물 합성을 위한 원격제어 시스템.
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